TECHNOLOGY & ENGINEERING

一套光源系统,
五项关键技术

采用以托卡马克等离子体为基础的 EUV 技术路线:双激光协同注入能量,磁约束靶面产生 13.5 nm 带内辐射,经高反射率收集光学引出至中间焦点,以 source–illuminator 子系统形态 对接曝光装备。相关技术表述均处于验证阶段。

01 / SYSTEM OVERVIEW

光源系统总览

从工质注入到辐射引出,五项关键技术在系统中的位置一一对应(图中编号 ①–⑤)。

CW 连续激光 密度铺垫 脉冲激光 选点点火 宽场铺垫 精确点火 环向场磁体 磁约束等离子体 辐射靶面 ① Sn 工质注入 收集镜保护 · 工质回收 ④ 掠入射收集镜 ③ 中间焦点 IF 照明系统 曝光装备接口 ⑤ ②
系统示意图 · SCHEMATIC 双激光协同 → 磁约束靶面 → 收集光学 → 中间焦点
  1. ①约束靶面成型
  2. ②焦斑解耦能量注入
  3. ③高反射率收集
  4. ④碎屑处理
  5. ⑤高能量密度激光器

02 / KEY TECHNOLOGIES

关键技术

01

约束靶面成型 TARGET FORMATION

射流注入 + 磁约束 = 稳定靶面构型

通过射流注入持续补充靶材,并以磁场约束靶面等离子体的空间分布, 形成稳定可控的辐射靶面构型,为光源长时间稳态运行提供基础。

CAPABILITY稳定的靶面密度及温度分布控制

02

焦斑解耦能量注入 DECOUPLED ENERGY INJECTION 核心自由度

CW 密度铺垫 + 脉冲选点点火 = 焦斑解耦

连续激光负责铺垫等离子体密度,脉冲激光在选定位置精确点火, 能量注入与焦斑位置相互解耦,功率调节与光束对准不再彼此制约——这是我们的核心自由度。

CAPABILITY稳定高效的能量注入与激发

03

高反射率收集 HIGH-REFLECTIVITY COLLECTION

掠入射收集光学 = 高效辐射引出

采用掠入射收集光学方案,在保持高反射率的同时增大收集立体角, 将 13.5 nm EUV 辐射高效引出至中间焦点,为后端照明系统提供充足功率。

CAPABILITY多段多层膜收集光学系统保证高收集率

04

碎屑处理 DEBRIS MITIGATION

收集镜保护 + 工质回收 = 碎屑闭环处理

通过收集镜保护机制阻隔靶材碎屑沉积,并对工质进行回收再利用, 形成完整的碎屑处理闭环,保障光学系统长期稳定运行。

CAPABILITY高效处理金属碎屑

05

高能量密度激光器 HIGH-ENERGY-DENSITY LASER

连续 + 脉冲 = 双激光协同系统

连续与脉冲双激光系统协同工作,在靶面实现高能量密度沉积, 兼顾稳态铺垫与瞬时点火需求,支撑高功率 EUV 输出。

CAPABILITY高功率密度、高墙插转化率

03 / DESIGN TARGETS

研发目标

13.5 nm

目标波段

Sn 等离子体带内辐射,面向 EUV 光刻需求

稳态长脉冲

运行模式

面向持续出光,匹配装备占空比要求

10 秒级

长脉冲装置目标

第二阶段铜线圈托卡马克研制目标

source–illuminator

装备接口形态

以子系统方式完成与曝光系统的接口集成

以上为研发目标与设计方向,具体性能指标以实验验证为准。

04 / WHY TOKAMAK

为什么选择托卡马克路线

01

无碎屑 DEBRIS-FREE

以磁约束等离子体为辐射介质,高温等离子体被磁场悬空约束,不与任何实体 表面直接接触,从原理上规避金属碎屑对收集镜的污染与镀膜损伤,显著延长光学系统寿命。

02

稳态长脉冲 STEADY-STATE

磁约束位形天然面向长脉冲稳态运行,匹配光刻装备对光源连续出光与高占空比的要求, 为工业级持续供电与热管理设计提供技术基础。

03

紧凑 COMPACT

托卡马克方案将高温等离子体约束在小型真空腔内,光源主机结构紧凑、体积可控, 更易与曝光系统完成装备接口集成,降低整机部署与厂务成本。

04

供应链自主 AUTONOMY

磁体、电源、激光器与收集光学等关键部件均立足国内供应链,核心模块自主可控, 保障研发迭代节奏与长期供货安全。

05 / ROADMAP

工程规划 · 研发三步走

从现有装置测量出发,稳步推进至全超导工业级光源。

PHASE 01 · 2026

SUNIST-2 现有装置测量

基于现有 SUNIST-2 托卡马克装置,开展等离子体运行与 EUV 辐射相关测量, 验证关键技术路径。

  • 等离子体运行与 13.5 nm 辐射测量
  • 靶面成型与能量注入方案验证
  • 收集光学与碎屑处理方案验证
当前阶段

PHASE 02 · 2027 – 2028

10 秒级铜线圈托卡马克

研制 10 秒级长脉冲铜线圈托卡马克装置,完成光源系统集成验证。

  • 长脉冲稳态运行与热管理验证
  • 双激光系统与光源主机集成
  • 关键部件工程化迭代

PHASE 03 · 2028+

全超导工业级光源

基于全超导托卡马克平台,建成面向光刻装备的工业级 EUV 光源。

  • 全超导磁体平台与长期运行
  • 工业级 EUV 功率输出验证
  • 装备接口集成与交付